电源装置以及图像形成装置的制作方法

本发明涉及电源装置以及图像形成装置，特别是涉及能够抑制冲击电流的电源装置以及图像形成装置。

背景技术：

以往，已知图像形成装置(例如打印机，本说明书中主要以打印机为例进行说明)具备开闭自如的门(例如右门或前门等)。通常，当用户或者维护人员欲对故障进行检修(例如取出卡纸)、或者更换定影单元等部件时需要开启右门，当用户或者维护人员欲更换显影装置或者感光鼓等部件时需要开启前门。在本说明书中，主要以右门为例进行说明。

在用户或者维护人员开启右门的情况下，需要切断针对设置于打印机的右门附近的马达的电力的供给，使得该马达停止进行动作。截至目前，现有技术中均通过直接切断24v的供电电压来实现这一目的。

若故障的检修作业或者部件的更换作业完毕，为了恢复正常的运转而需要将右门关闭并使马达重新启动。在马达重新启动的瞬间，通常会产生冲击电流。

图1示出了现有技术中的电流值随着右门的开启、关闭状态的迁移而变化的状况，如该图所示，由于在出于故障检修或者部件更换的目的而将右门开启时切断了电力的供给，因此电流值保持为零。进而，当故障检修或者部件更换的作业完毕而将右门关闭时，电流值在瞬间陡然攀升至峰值，继而在较短的时间内回落至维持打印机正常运转的稳定的电流值。

实际上，上述峰值即为冲击电流的大小。然而，本说明书中述及的冲击电流的大小主要是通过上述峰值与稳定电流值(正常运转时的电流值)之间的差异来衡量的，因此，只要未事先声明，本说明书中的冲击电流均意味着上述峰值与稳定电流值之差。

并且，该冲击电流越大，对电气元件所造成的不良影响越大，导致其耐用性变差，使用寿命缩短。

因此，抑制该冲击电流的需求应运而生。例如，专利文献1～2中提出有如下技术方案：当开启打印机的右门时，将上述的对马达供给的24v的供电电压切断，若故障检修作业或者部件更换作业完毕，在关闭右门时缓缓地输入用于驱动马达的电流。

图2示出采取了冲击电流抑制对策的专利文献1～2所涉及的技术中的电流值随着右门的开启、关闭状态的迁移而变化的状况的图。通过对图2与图1进行比较可知，采取了抑制对策的专利文献1、2中的冲击电流有所降低，从而，因冲击电流过大而造成的不良影响能够得到抑制。

然而，在专利文献1～2中，为了使马达停止动作，均需要将24v的供电电压切断，不仅如此，还需要切断定影单元等部件的电源。进而，当关闭右门时，需要恢复对马达的电力供给而驱动该马达旋转。

另一方面，根据马达的控制原理，如图5所示，为了驱动马达旋转，供电电压(通常为24v)、使动信号(enable)、马达转速控制信号(PWM)或者时钟信号、以及马达电流设定信号不可或缺，这些信号或者电压则由CPU或者电源提供。

另外，PWM信号或者时钟信号主要用于控制马达的转速。如图6(a)、图6(b)所示，Ton表示信号接通状态持续的时间，Toff表示信号切断状态持续的时间，并且，通常情况下，马达转速的大小取决于Ton/Toff的比值的大小，换言之，马达转速与Ton/Toff正相关。由于图6(a)所示的信号1的Ton1大于图6(b)所示的信号2的Ton2，并且，图6(a)所示的信号1的Toff1与图6(b)所示的信号2的Toff2相等，因此，对于分别施加了图6(a)及图6(b)的信号1、2的马达转速N1、N2而言，显然N2大于N1。因此，PWM信号或者时钟信号的切断/接通对于抑制冲击电流的影响微弱。

因而，在如专利文献1～2那样在开启打印机右门时切断PWM信号或者时钟信号的情况下，对于抑制冲击电流的效果几乎不产生任何影响。但是，如果在开启打印机右门时切断马达的供电电压(24v)，那么，在如专利文献1、2所述的技术方案那样当关闭打印机右门时缓缓地对马达输入电流的情况下，尽管能够在一定程度上抑制冲击电流，但抑制的效果并不充分。

另外，如图1所示，如若不像专利文献1～2那样采取抑制冲击电流的对策，则必然会由于冲击电流的过大而对电气元件造成不良影响，甚至导致电气元件损坏。

因此，现有技术中存在如下问题：无法充分抑制冲击电流。

专利文献1：日本特开2000-197266公报

专利文献2：日本特开2008-51132公报

技术实现要素：

本发明是为了解决上述课题而完成的，其目的在于提供电源装置以及图像形成装置，尤其是能够抑制冲击电流的电源装置以及图像形成装置。

本发明的一个实施方式提供一种电源装置，该电源装置将交流电流转换为直流电流，其特征在于，具备：电源；罩，其能够形成为开启姿势以及关闭姿势，当形成为开启姿势时使得所述电源装置的内部露出，当形成为关闭姿势时将所述电源装置的内部与外部隔开；1次侧部件，其用于接受所述交流电流；整流电路，其对所述1次侧部件接受的交流电流进行整流；2次侧部件，其将利用所述整流电路整流后的直流电流向负载供给；检测单元，其对所述罩的开闭状态进行检测；以及控制部，其根据所述罩的开闭状态，对向所述负载供给的交流电流的电流值以及用于驱动所述负载的控制信号进行控制，在所述罩形成为开启姿势的情况下，所述控制部将所述电流值控制为大于0的第二电流值，并将所述控制信号切断。

根据上述电源装置，能够抑制冲击电流，从而能够抑制因冲击电流对电气元件造成的损伤，改善电气元件的使用寿命。

在上述电源装置中，优选地，在所述罩形成为闭合姿势的情况下，所述控制部将所述电流值控制为对所述负载供给的第一电流值，所述第二电流值小于所述第一电流值。

根据上述电源装置，同样能够抑制冲击电流。除此之外，由于将第二电流值设定为小于第一电流值，因此，与第一技术方案相比，还能够抑制电力的浪费以提高节能效果。

在上述电源装置中，基于所述罩的开闭姿势以及故障的有无，判断是否施加所述第二电流。

根据上述电源装置，例如，在罩形成为闭合姿势且出现故障的情况下，施加第二电流。由此，同样能够抑制冲击电流，并且，如上所述，与第一技术方案相比，还能够抑制电力的浪费以提高节能效果。

在上述电源装置中，优选地，在所述罩处于开启姿势的时间比规定时间长的情况下，所述控制部使所述电流值从所述第二电流值变更为所述第一电流值以下、且高于所述第二电流值的值。

根据上述电源装置，当所述罩处于开启姿势的时间比规定时间长时，可以判定为在所述罩开启的期间内所进行的作业是卡纸等故障的检修或者墨盒等部件的更换、且所述作业即将完毕，换言之，可以判定为即将关闭所述罩。因而，若此时将所述电流值设定为高于所述第二电流值、且在所述第一电流值以下的值，并且实际情形与判定结果相符，则能够进一步抑制冲击电流。

在上述电源装置中，优选地，在所述罩处于开启姿势的时间比规定时间长的情况下，所述控制部将所述电流值从所述第二电流值变更为大于0、且低于所述第二电流值的值。

根据上述电源装置，当所述罩处于开启姿势的时间比规定时间长时，可以判定为在所述罩开启的期间内所进行的作业并非卡纸等故障的检修或者墨盒等部件的更换这样的简单的作业，该作业所需的时间有可能远远多于预想的时间，换言之，可以判定为直至该作业完毕为止尚需大量的时间。因而，若此时将所述电流值从所述第二电流值变更为大于0、且低于所述第二电流值的值，并且实际情形与判定结果相符，则能够抑制冲击电流。不仅如此，与第一技术方案相比，还能够进一步提高节能(节约电力)的效果。

在上述电源装置中，优选地，在所述罩处于开启姿势的时间比规定时间长的情况下，所述控制部将所述电流值设定为0。

根据上述电源装置，当所述罩处于开启姿势的时间比规定时间长时，可以判定为在所述罩开启的期间内所进行的作业并非卡纸等故障的检修或者墨盒等部件的更换这样的简单的作业，直至该作业完毕为止尚需大量的时间。除此之外，在判定为因冲击电流而对电气元件造成的不良影响处于能够允许的范围内的情况下，若此时将所述电流值直接降低至0A，并且实际情形与判定结果相符，则与第一技术方案相比，能够大幅提高节能(节约电力)的效果。

在上述电源装置中，优选地，根据故障的内容而将所述规定时间设定为不同的值。

根据上述电源装置，即便发生的故障是简单的卡纸故障，那么，根据卡纸部位、例如图像形成装置的里侧或者装置的近前侧的不同，检修该故障所需的时间也大不相同。另外，所发生的故障还有可能是有别于卡纸故障之类的简单故障的重大故障，在该情况下，所需的时间则更长。因此，如上所述，根据故障内容的不同而规定最佳的时间，既能实现抑制冲击电流的效果，还能够比第一技术方案更加改善节能效果。

在上述电源装置中，优选地，所述检测单元是配置于所述2次侧部件的联锁开关，在所述联锁开关与所述负载之间具有蓄电装置，在所述罩形成为开启姿势的情况下，所述控制部控制为以所述电流值对负载供给电力。

根据上述电源装置，当因处理卡纸故障等而将罩开启时，能够进一步确保用户或者检修人员的人身安全。

在上述电源装置中，优选地，所述控制部根据所述蓄电装置的残余电量而控制所述电流值。

根据上述电源装置，根据所述蓄电装置的残余电量而控制所述电流值，由此能够抑制冲击电流。

在上述电源装置中，优选地，所述负载是在纸张上形成图像时用于输送该纸张的输送辊。

本发明的其它实施方式提供一种图像形成装置，其用于在纸张上形成图像，该图像形成装置的特征在于，具备：电源；罩，其能够形成为开启姿势以及关闭姿势，当形成为开启姿势时使得所述图像形成装置的内部露出，当形成为关闭姿势时将所述图像形成装置的内部与外部隔开；1次侧部件，其用于接受所述交流电流；整流电路，其对所述1次侧部件接受的交流电流进行整流；2次侧部件，其将利用所述整流电路整流后的直流电流向负载供给；检测单元，其对所述罩的开闭状态进行检测；以及控制部，其根据所述罩的开闭状态，对向所述负载供给的交流电流的电流值以及用于驱动所述负载的控制信号进行控制，在所述罩形成为开启姿势的情况下，所述控制部将所述电流值控制为大于0的第二电流值，并将所述控制信号切断。

根据上述图像形成装置，能够抑制冲击电流，减弱对电气元件造成的不良影响，改善电气元件的使用寿命。

附图说明

图1是示出现有技术(未实施冲击电流抑制对策)中的电流值随着右门的开启、关闭状态的迁移而变化的状况的图。

图2是示出现有技术(实施了冲击电流抑制对策的专利文献1、2)中的电流值随着右门的开启、关闭状态的迁移而变化的状况的图。

图3是示意性地示出本发明所涉及的图像形成装置的整体结构的框图。

图4是示意性地示出本发明的电路结构的电路图。

图5是示出马达的驱动原理的示意图。

图6(a)、图6(b)是示出马达转速控制(PWM)信号或者时钟信号与马达转速之间的关系的图。

图7(a)、图7(b)是分别示出本发明的实施方式所涉及的右门关闭(马达正常运转)时、以及右门开启(马达动作停止)时的控制模式的图。

图8是示出本发明的实施方式所涉及的技术中的电流值随着右门的开启、关闭状态的迁移而变化的状况的图。

图9(a)、图9(b)是示出本发明的其它实施方式所涉及的技术中的电流值随着右门的开启、关闭状态的迁移而变化的状况的图。

图10(a)、图10(b)是示出本发明的其它实施方式所涉及的技术中的电流值随着右门的开启、关闭状态的迁移而变化的状况的图。

具体实施方式

以下，基于附图对本发明的优选实施方式进行详细说明。另外，对于本领域技术人员而言，在这些实施方式的启示下能够实现它们的多种替代方式，本发明不限定于此处说明的优选实施方式。

图1是示出现有技术(未实施冲击电流抑制对策)中的电流值随着右门的开启、关闭状态的迁移而变化的状况的图。如前所述，在右门开启时切断了用于驱动马达的24v的供电电压，因此电流值保持为零。当将右门关闭时，电流值在瞬间陡然攀升至峰值，继而在较短的时间内回落至维持打印机正常运转的稳定的电流值。上述电流的峰值与稳定值之差越大，亦即冲击电流越大，对电气元件所造成的不良影响越大，导致其耐用性变差，使用寿命缩短。而且，冲击电流越大，电力资源的浪费越严重。

因此，期望抑制该冲击电流。图2是示出专利文献1～2(实施了冲击电流抑制对策)中的电流值随着右门的开启、关闭状态的迁移而变化的状况的图。如该图2所示，由于在右门开启之后切断了上述的24v的供电电压，因此电流值始终保持为零。在将右门关闭之后，由于采取了与图1的现有技术(未实施冲击电流抑制对策)相比缓缓地输入电流的抑制对策，因此冲击电流有所降低，从而因冲击电流过大而造成的不良影响能够得到抑制。

但是，如前所述，虽然专利文献1～2所涉及的技术能够实现抑制冲击电流的效果，但却无法充分抑制冲击电流。另外，当将打印机右门开启时，在使马达停止动作而将24v的供电电压切断的同时，还需要切断定影单元的电源。当关闭右门时，在恢复对马达的电力供给的同时，还需要接通定影单元的电源而使其进行预热，只有在预热而达到了规定温度之后才能够实施打印。另外，所述定影单元的预热时间的长短与马达的转速密切相关，马达的转速越快，加热辊达到目标温度的速度越快，与此相应地，预热时间越短，反之亦然。

另一方面，图5示出了马达的驱动原理，如该图5所示，为了驱动马达旋转，供电电压(通常为24v)、使动信号(enable)、马达转速控制信号(PWM)或者时钟信号、以及马达电流设定信号必不可少，这些信号或者电压则由CPU或者电源提供。

另外，图6(a)、图6(b)是示出马达转速控制(PWM)信号或者时钟信号与马达转速之间的关系的图，其中，PWM信号或者时钟信号主要用于控制马达的转速。

因此，只要在开启打印机右门时切断马达的供电电压(24v)，那么，无论采用专利文献1～2中公开的哪一种技术手段，尽管都能够实现抑制冲击电流的效果，但另一方面又都导致定影单元的预热时间变长，也就是说，有效地抑制冲击电流的效果是以牺牲定影单元的预热时间为代价而换取的。

另一方面，如图1所示，如若不像专利文献1～2那样采取抑制冲击电流的对策，尽管能够相应地缩短定影单元的预热时间，但是却必然会由于冲击电流的过大而对电气元件造成不良影响，甚至导致电气元件损坏。

由此可见，以现有技术的技术水平来衡量，如果进行形象地比喻，不妨将“抑制冲击电流”的效果与“缩短定影单元预热时间”的效果分别比喻为鱼与熊掌的关系，对于本领域技术人员而言，鱼与熊掌难以兼得，这已成为本领域的一种惯常思维。但是，本发明的发明人却突破了这种惯常思维的束缚，从全新的角度进行了尝试，其结果，不仅实现了充分抑制冲击电流的效果，而且还能够在一定程度上缩短定影单元的预热时间。

图3是示意性地示出本发明所涉及的图像形成装置的整体结构的框图。如该图所示，本发明所涉及的图像形成装置大体上具备主体(框架等)、扫描部、存储部、图像形成部、传感器(检测单元)、输送部、控制部、供纸部、显示部、外部I/F(网络接口)、联锁开关、蓄电装置、主开关、负载(辊等)。至于各部件本身的详细构造、以及各部件彼此间的配置关系、连接关系等，此处恕不赘述。

主体是在图像形成装置的外壳里的机械机构(框架等)和电子设备等。扫描部对原稿进行扫描，控制部将扫描后的图像数据以及其他的任务存储到存储部。图像形成部进行彩色或黑白色图像形成。4组图像形成部是形成黄色(Y)的图像的图像形成部、形成品红色(M)的图像的图像形成部、形成青色(C)的图像的图像形成部、以及形成黑色(K)图像的图像形成部。传感器对右门的开闭状态进行检测。输送部将供纸部的纸张经由多个辊子进行输送。为了能够抑制冲击电流，控制部对电流值进行控制。显示部显示任务的进度，冲击电流的信息(比如，启动时的电流值)以及打印的设定等。外部I/F用于将图像形成装置连接到网络，能够接收图像数据以及其他任务。联锁开关设在右门附近，通过和右门的开闭的联动而对开闭状态进行切换。因此，联锁开关也可以代替传感器而对右门的开闭状态进行检测。蓄电装置用于在开启右门时对负载供给电流。

本发明所涉及的电源装置将交流电流转换为直流电流，具备：电源；右门(相当于罩)，其能够形成为开启姿势以及关闭姿势，当形成为开启姿势时使得电源装置的内部露出，当形成为关闭姿势时将电源装置的内部与外部隔开；输入部件(相当于1次侧部件)，其用于接受交流电流；整流电路，其对经由输入部件接受的交流电流进行整流；输出部件(相当于2次侧部件)，其将利用整流电路整流后的直流电流向负载供给；检测单元，其对右门的开闭状态进行检测；以及控制部，其根据右门的开闭状态，对向负载供给的交流电流的电流值以及用于驱动负载的控制信号进行控制，在右门形成为开启姿势的情况下，控制部将所述电流值控制为大于0的第二电流值，并将所述控制信号切断。

图4是示意性地示出本发明的电路结构的电路图。如该图所示，交流电源、主开关、1次侧部件、2次侧部件、联锁开关、蓄电装置、负载按顺序依次串联连接。其中，在1次侧部件与2次侧部件之间形成整流电路。

如图7(a)所示，为了使马达正常运转，需要从CPU对马达的驱动芯片输入使动(Enable)信号、PWM信号或者时钟信号、以及电流设定信号(通常为1.5A以上的电流设定信号)，并从电源对马达的驱动芯片输入供电电压(24v)。

并且，若对故障进行检修或者更换部件，则将右门开启，此时，如该图7(b)所示，在本发明中，仅切断对马达的驱动芯片输入的PWM信号或者时钟信号，并将电流设定信号设为0.5A以下。

根据如上控制方式，如图8所示，在本发明的一个实施例中，在右门开启的期间始终输入微小的恒定电流(例如0.5A)，由此，能够切实有效地抑制关闭右门时所产生的冲击电流，并且，与专利文献1～2相比，能够进一步抑制冲击电流。另外，还能够将定影单元的预热时间维持在现有水平。

另外，如图9(a)、图9(b)所示，当检测单元检测到右门开启的时间超过某规定时间时，可以预判为故障检修或者部件更换作业即将完毕、且即将关闭右门，此时，可以如图9(a)所示那样将马达设定电流提高为0.8A，或者还可以如图9(b)所示那样将马达设定电流直接提高至马达的启动电流(1.5A)，其结果，能够进一步抑制冲击电流。另外，同样能够将定影单元的预热时间维持在现有水平。

另外，如图10(a)所示，当检测单元检测到右门开启的时间超过某规定时间时，还可以预判为开启右门而进行的作业并非针对简单故障(例如卡纸)的检修或者部件(例如墨盒)更换之类的相对简单的作业，距离该作业执行完毕尚且需要相当长的时间。此时，可以将马达设定电流降低为0.2A，其结果，依然能够抑制冲击电流，而且，与以上实施例相比，还能够节约电力而实现节能效果。

另外，如图10(b)所示，在判断为冲击电流对于电气元件所造成的不良影响较弱、且节电效果的提高成为亟待解决的课题的情况下，可以将马达设定电流直接降低至0A，其结果，虽然未能抑制冲击电流，但是对于定影单元预热时间不会造成任何影响，至关重要的是能够实现电力的大幅度的节约。

如上所述，在本发明的实施方式中，根据开启右门的具体原因而自动且适当地对电流值进行切换，换言之，根据右门开启时间的长短而对电流值进行切换。例如，在判断为开启右门是为了处理卡纸之类的简单故障、亦即右门开启的时间相对较短的情况下，在超过了规定时间之后、且关闭右门之前将电流值切换为较高的值，由此，能够进一步抑制冲击电流。

另一方面，在判断为开启右门是为了处理比卡纸故障复杂的故障、亦即右门开启的时间相对较长的情况下，在超过了规定时间之后、且关闭右门之前将电流值切换为较低的值，由此，能够相应地抑制冲击电流，而且还能在一定程度上实现节电效果。或者在判断为冲击电流对于电气元件的影响较弱的情况下可以将电流值直接切换为0A，由此，既能维持现有水平的定影单元预热时间，而且还能大幅提高节电效果。

另外，即便在处理的故障种类相同、例如同为卡纸故障的情况下，根据产生卡纸的部位的不同，处理该故障所需的时间也大不相同。例如若在打印机的里侧即远离用户或者维修人员的一侧发生卡纸故障，则处理该故障所需的时间较长，在该情况下，在超过了规定时间之后、且关闭右门之前将电流值切换为相对较低的值，由此，能够相应地抑制冲击电流，而且还能相应地提高节电效果。反之，若在打印机的近前侧即靠近用户或者维修人员的一侧发生卡纸故障，则处理该故障所需的时间较短，在该情况下，在超过了规定时间之后、且关闭右门之前将电流值切换为相对较高的值，由此，既能进一步抑制冲击电流，又能相应地提高节电效果。

另外，上述实施方式都是以打印机具备联锁开关为前提的，从功能的角度来看，该联锁开关又可称之为安全开关。若打印机不具备该联锁开关，则可以考虑采用大容量电容来蓄积因冲击电流而产生的电荷。因为电容有充电功能所以当用户或者维修人员关闭右门时产生的冲击电流可以被储存。通过检测电容中残留电荷的量而选择适当的马达电流切换模式。比如，残留电荷的量等于或大于规定值的话将电流设定为0.5A。残留电荷的量小于规定值的话，将电流设定为0.2A。或者残留电荷的量越多，电流设定值越大。另外规定值是也可以用户或者维修人员设定。当然，上述的蓄电装置并不局限于电容，只要能够对电荷进行蓄积即可，例如可以是蓄电池。

另外，在上述实施方式中，所述负载是在纸张上形成图像时用于输送该纸张的输送辊。但是，该负载也可以是其它部件，例如可以是加热辊等。

另外，本发明所还涉及一种图像形成装置，该图像形成装置能够以与本发明的电源装置同样的方式控制将门(例如右门等)关闭之前的输入电流。因此，该图像形成装置既能抑制冲击电流，又能维持现有水平的图像形成装置的定影单元预热时间(电力驱动部件的复位时间)，而且还能在一定程度上实现节能效果。

以上虽然对本发明的优选实施例进行了说明，但本发明不限定于这些实施例。在不脱离本发明的主旨的范围内，能够进行结构的追加、省略、置换以及其他变更。本发明并不限定于前述的说明，其保护范围通过权利要求书中所述的技术方案来限定。